着各国燃油车禁售时间表的推出，新能源汽车的地位愈发稳固。而锂离子电池作为电动车的核心动力源，也越来越受到市场的追捧。锂离子电池在制作过程中涉及正极、电解液、负极、隔膜等材料的选取与匹配，极片设计参数的选择等问题；电池工作过程中涉及化学反应、传质、导电、产热等过程。由此可见，锂离子电池是一个非常复杂的体系。在锂离子电池开发过程中，设计参数太多，实验任务繁重；各参数对电池性能的影响不明确，实验设计带有一定的盲目性，有时候甚至会出现费时、费力、费资金，却吃力不讨好的现象。改善这一状况的契机是将电池仿真技术应用到电池中来。锂离子电池仿真技术可以采用等效电路模型、半经验模型、电化学模型等。基于仿真能够很好的解决上文提到的问题。通过对电池微观行为进行研究，明晰电池内部多现象机理，并将其数值化，通过数值方法实现对物理特征联合计算，建立完整的电池模型。COMSOL Multiphysics具有强大的多物理场全耦合仿真分析功能、高效的计算性能，可以保证数值仿真的高度精确，已被广泛应用于各个学科领域，近年来运用COMSOL来解决电化学实际工程问题也越来越普遍。
- COMSOL 仿真基础
1.1 数值仿真基本要素及其在 COMSOL 中的对应
1.1.1 模型参数与变量
1.1.2 物理场添加及电解条件设置
1.1.3 模型构建与网格划分
1.1.4 求解器类型与设置
1.1.5 后处理及数据分析
1.2 COMSOL 中锂离子电池接口介绍
1.2.1 电池基本物理过程及控制方程
1.2.2 常用电池边界条件及初始条件
1.2.3 常用电池电极材料参数设置
- 锂离子电池 P2D 模型
2.1 P2D 模型的理解与分析
2.2 COMSOL 中电池 P2D 模型构建
2.2.1 模型参数输入
2.2.2 模型构建及模型材料设置
2.2.3 电池物理方程及参数设置
2.2.4 网格划分与求解器设置
2.3 电池典型充放电过程仿真及后处理技巧
- 锂离子电池电化学-热耦合模型
3.1 P2D 电化学模型与电池热模型耦合
3.2 电池集总参数模型及其与电池热模型耦合
3.3 两种电池电(化学)-热耦合模型的区别及应用场景
3.4 圆柱形或方形锂离子电池建模及仿真演示 (二选一)
- 锂离子电池衰退模型及仿真
4.1 COMSOL 中电池充放电循环仿真
4.1.1 电池充放电循环边界条件设置
4.1.2 电池加速衰退设置
4.1.3 电池充放电循环仿真后处理技巧
4.2 锂离子电池常见衰退现象及其数学描述
4.2.1 负极 SEI 膜增厚过程仿真
4.2.2 活性锂损失计算
4.3锂离子电池衰退模型构建及仿真演示
- 动力电池热管理技术及数值仿真
5.1 热管理技术简述
5.2 动力电池风冷及模型构建
5.2.1 空气流动过程仿真及常用物理接口介绍
5.2.2 锂离子电池-空气流动耦合模型构建
5.2.3 典型工况电池空冷模型构建及仿真演示
=5.3 动力电池液冷及模型构建
5.3.1 液气流动过程仿真及常用物理接口介绍
5.3.2 锂离子电池-冷却液流动耦合模型构建
5.3.3 典型工况电池液冷模型构建及仿真演示
6 锂金属电沉积过程数值模拟
6.1 锂金属电沉积涉及的物理接口简介
6.1.1 一次、二次和三次电流分布接口
6.1.2 稀溶液理论与浓溶液理论
6.2 锂硫电池模型构建
6.3 锂离子电池异构模型
6.3.1 电池异构模型的意义
6.3.1 电池异构模型构建
7 总结
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